天然气计量网络监控系统的设计与实现

天然气计量是生产经营过程中指导科学组织、调配、控制和巡线的依据。为了对各站场自动计量系统集中管理,实现计量数据的远传共享,对生产数据实时监控,以PLC为基础介绍了天然气计量网络监控系统的设计和实现方法。该设计优化了计量模式,利用Intranet完成各站场自动计量系统的组网和现场计量数据到远端服务器的上传。用户通过局域网以B/S模式实现对现场计量数据实时分析和监控管理,可以及时掌握现场运行状态,完成计量信息化建设。同时,该系统具有可靠性高、兼容性强等特点,平均无故障时间得到延长,方便后续维护工作。     

浅谈天然气自动计量系统防雷防电涌技术

天然气自动计量系统实现了计量数据的实时监控和远传共享,却极易受到雷电的干扰和破坏。结合天然气站场的特点和现场实践经验设计了防雷及防电涌技术,通过对直击雷防护、电源稳压、规范接地、合理布线、安装SPD防电涌保护器等措施的研究,指出在设计施工中的要点和注意事项。实践表明该技术大幅减少了雷击、电涌对天然气自动计量系统的危害,提高了系统的可靠性,延长了无故障运行时间。     

影响天然气自动计量系统稳定性因素的探讨

天然气集输自动计量系统集成度和自动化程度较高,其稳定性和计量数据的准确性直接影响到企业的形象和经济效益。论述了天然气集输自动计量系统的构成,并从系统结构出发,分析了影响自动计量系统稳定性和计量数据准确性的因素,提出从合理设计及选型,规范施工、及时维护并正确操作等3个方面入手,采取相应的技术手段和措施,消除了影响自动计量系统稳定性和计量数据准确性的因素,从而提高系统的整体性能,保证了其平稳运行。     

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目前孔板流量计仍然在天然气计量中占主导地位。随着计算机、变送器和通讯等技术的发展，充分利用先进技术，使孔板流量计发挥其标准化程度高、研究深入的技术优势，实现天然气流量的自动计量是孔板流量计发展的必然趋势。根据目前孔板流量计实现天然气自动计量的多种模式，通过分析、比较，提出了选择最佳自动计量模式的6项原则: 数据的安全性原则; 计量回路的独立性原则; 使用操作的简单、可靠原则; 兼顾发展的原则；计算方法和计算软件的合法性原则; 技术先进、成熟的原则。并通过应用实例，说明了利用多变量变送器，采用一体化自成系统的计量仪表，利用现场总线技术，通过数字信号传输，实现多参数的实时补偿，组成真正意义上的集散控制系统，是科学、准确计量天然气流量的最佳方式。     

辽河油田天然气计量系统技术改造

辽河油田近几年对天然气计量系统进行了技术改造,应用高级孔板阀、智能检测仪表、计算机控制、管理、网络通信技术和设备,将分布在油田各采油厂的天然气井、站的生产过程数据,通过无线和有线方式传输到生产管理和决策部门终端,并有效提高了天然气计量系统运行的可靠性、操作的连续性、计量的准确性,使天然气计量管理过程实现了自动化.     

计算机控制和网络通讯技术在天然气计量系统中的应用

辽河油田近几年对所有的天然气计量系统进行了技术改造，应用了高级孔板阀、智能检测仪表等设备，以及计算机控制、管理、网络通信技术和设备，将分布在油田各采油厂的天然气井、站生产过程数据，通过无线和有线方式传输到生产管理和决策部门终端，井有效提高了天然气计量系统运行的可靠性、操作的连续性，提高了计量的准确性，使天然气计量管理过程实现了自动化。     

新疆油田天然气集输及处理自动化技术

根据新疆油田天然气集输及处理工艺特点,阐述了其自控系统的总体目标。介绍了天然气集输及处理自动化技术的组成和功能,论述了天然气处理过程中检测仪表及控制系统的选择、计量方式和主要控制回路的确定与实现方式,包括井口安全保护和自控、集气站自控和计量、天然气处理站自控、安全保护和计量等。指出：今后应建立气田总调度管理中心;将所属全部气田装置的生产过程数据纳入该调度系统进行实时监视、管理及数据分析;尽快完善天然气交接计量规定,建设相关的计量校验装置,以满足贸易计量精度要求的不断提高。     

橇装式气液两相混输计量装置设计与应用

设计了一种橇装式气井井口气液两相混输计量装置,采用气液分离法计量液量和气量,实现了实时在线计量天然气和水产量,结合智能流量计,可以连续稳定地在气液两相混合流动中计量两相瞬时和累计流量,数据通过无线系统上传。该计量装置采用气液混输,避免了液体外排污染环境,节能环保,同时设计为车载模式,移动方便。通过室内与现场试验表明,该计量装置能连续稳定地在气液两相混合流动中同时计量各相流量,平均误差均小于±5%,满足现场对气井产水、产气量计量精度要求。     

新型计量远程诊断系统技术研究

目的天然气计量管理是天然气贸易交接正常开展的重要保证,对天然气买卖双方均具有极大的经济效益影响力。计量设备数据异常定位在实际应用中难以及时发现,导致计量数据累积误差,可能产生较大的经济损失,计量管理人员迫切需要实用性工具以解决该问题。 方法通过对计量设备的数据异常来源的调研分析,建立了异常数据诊断指标体系,并基于对体系数据的实时监测,开发了一种新型计量远程诊断系统。 结果该远程诊断系统实现了实时在线计量诊断。系统出具诊断报告,指导现场检修。 结论使用此新型计量远程诊断系统节约了计量人员现场差旅及排除故障的时间、成本,并确保管道的运行稳定。      

天然气输气末站计量系统误差分析及措施

为了确保天然气贸易交接计量的公平、公正,结合塔里木油田南疆天然气管网计量系统现状,分析了影响计量系统准确度的3种因素,即流体状态对气体超声波流量计的影响、调压后计量对气体超声波流量计的影响及压力波动对智能旋进流量计的影响。基于国家相关标准要求,为实现经济效益最大化,对原有计量工艺流程进行改造,设计了小流量计量工艺流程和大小流量自动切换计量流程,优化了计量仪表选型,既提高了计量系统的测量准确度,又避免了前端压力波动造成流量计准确度降低的问题。应用结果表明,优化后的计量系统可满足最小工况1.2 m^3/h天然气流量连续计量,天然气输差降低50%以上,天然气商品转换率显著提高。     

页岩气平台测试流程优化研究与应用

针对页岩气大排量、大砂量压裂后,排采测试流程设备繁多、作业效率低、天然气计量误差大、流程易堵塞等问题,对现有测试流程的设备、计算方法、数据采集系统等进行改进,设计了新型转向功能模块流程和固相物捕捉系统,对比分析了四种天然气产量计算方法,并引入了数据采集系统。通过现场试验表明,该研究成果的应用减少了设备的使用,提高了天然气的计量精度,提高了作业效率,避免了事故的发生,可实现钻塞流程转换、单井测试切换等多项功能,效果显著。     

基于燃烧法的天然气发热量直接测量不确定度评估

目的 准确测量天然气发热量，实现天然气贸易交接公平准确。方法 以定质量式开放火焰燃烧法为原理设计了一种扩展不确定度优于0.3%(k=2)的天然气发热量直接测量实验台；在发热量理论公式的基础上，建立了天然气发热量测量数学模型，综合考虑经济成本，选定了具有适当技术指标的测量设备，以甲烷为气体样品，对天然气发热量直接测量实验台进行了不确定度评估，确定了该实验台研制的可行性，并分析了各不确定度分量的贡献率。结果 该实验台测量甲烷发热量的不确定度为0.27%(k=2)。结论 满足常用的1.0级及其以下的热值仪的发热量的量值溯源，为实验台搭建奠定了基础。     

中国天然气计量技术及展望

天然气计量是国家、社会和经济发展的基础性工作,准确可靠的计量是促进我国天然气工业快速发展的重要保证。为此,分析了天然气计量的重要性及其特点,从计量技术标准体系、计量器具的应用技术、天然气贸易交接计量方式、量值溯源体系和计量管理方面对国内外天然气计量技术进行了对比分析,并对中国天然气流量计量技术的发展进行了总结和展望。研究结果表明:①天然气计量是量大、动态、可压缩介质的气体计量,计量结果由工况流量、组成、温度、压力等数据导出,每个基础数据都要被准确测量,才能保证计量结果的准确性;②我国已经建立了天然气计量技术体系,主要包括计量法律、法规,计量技术标准与规范,计量量值溯源技术,计量器具的应用技术,计量管理制度等;③随着我国天然气工业的高质量快速发展,我国天然气计量技术体系将持续完善并进一步与国际接轨,计量器具可靠性保证可能从强制检定转变为通过检定或校准均可的方式进行溯源,计量器具国产化进程会加快,天然气贸易计量方式将发生从体积计量转变为能量计量的重大改变。结论认为,我国建立的天然气计量技术体系基本满足了国家天然气大发展的需求,但仍需进一步提升和完善。     

共同沟内天然气泄漏报警响应时间的试验研究

为了节约空间,在市政建设中往往将天然气管道与电力、通讯、给排水等各种管线集中布置在同一个地下隧道中,即共同沟铺设。这样在安全上就存在很大隐患,而燃气报警器的报警响应时间是安全控制的最重要数据。通过用木材制作三组模型,模拟砂浆抹平的共同沟表面,用甲烷气体模拟天然气在共同沟内泄漏的试验,分析了气体释放量、测量距离和模型横截面面积对报警响应时间的影响,建立了天然气泄漏后报警响应时间的计算公式。计算结果表明,公式的精度能够满足工程要求,为带有天然气管道的共同沟安全设计提供了试验依据。     

天然气能量计量体系在中国的建设和发展

天然气贸易交接中的计量方式通常有三种,即体积计量、质量计量和能量计量。由于能量计量反映的是天然气的热能,作为最能反映其燃料特点的一种合理和科学的计量方式,在天然气国际贸易中被广泛采用。然而,中国目前尚普遍采用以体积流量作为贸易结算的依据。2008年12月31日,中国国家标准化管理委员会发布GB／T22723—2008《天然气能量的测定》国家标准,并于2009年8月1日起正式实施。依据GB／T22723—2008在实施范围和对象、能量计量方法、标准参比条件和能量计量体系方面的要求,深入分析中国天然气能量计量体系在天然气能量计量标准体系、能量计量相关设备的配置和性能评价、体积流量和发热量量值溯源链、标准参比条件和结算单位等方面的建设现状,并通过3个天然气长输管道A级计量站天然气能量计量技术的应用实例,（该3个A级计量站发热量测定均达到了GB／T18603—2001《天然气计量系统技术要求》对A级计量站0．5％的不确定度水平要求）,表明中国已具备实施天然气能量计量的基础条件。为了进一步推动中国天然气能量计量体系的发展,本文还讨论了全面实施能量计量还存在的一些不足,提出当前最重要的是应尽快形成甲烷不确定度0．05％、其它少量组分不确定度0．5％的国家一级天然气分析用多组分（九元）气体标准物质,建立不确定度为0．25％的发热量直接9n,4定装置,达到ISO15971：2008〈天然气性质测定发热量和沃泊指数》规定的一级水平,完善天然气体积流量和发热量量值溯源链,制定天然气溯源标准和能量测定系统性能评价标准,促进天然气能量计量技术在中国的全面实施。     

榆林气田计量系统的评价与优化

从气田生产现场计量器具、天然气流量计量、液体流量计量以及计量标准的建设四个方面对榆林气田计量系统现场进行深入调研和分析,对存在问题提出了优化和改进措施。     

基于支持向量机的红外光谱天然气分析系统

针对天然气组分浓度分析过程中海量训练样本无法实现、天然气组分气体的主次特征吸收谱线重叠严重、气相色谱分析法分析速度慢、无法进行实时在线分析等问题，将支持向量机（SVM）这一新的信息处理方法与红外光谱分析法结合，应用于天然气组分浓度分析中，利用SVM处理小样本的能力解决海量样本问题；通过建立反映天然气光谱数据样本与天然气组分浓度关系的SVM校正模型，解决天然气组分气体主、次特征吸收谱线重叠严重的问题；利用红外光谱分析速度快的优点，缩短分析时间。设计研制了基于SVM和红外光谱的天然气分析系统。该系统使用傅立叶红外光谱仪获取天然气红外光谱数据样本，对红外光谱数据样本进行数据预处理后，通过SVM校正模型进行计算分析，得出天然气组分浓度。实验结果表明，该方法的最大偏差为3.95%，与气相色谱分析法相比，具有分析速度快、可实时在线分析等优点。     

中国天然气质量与计量技术建设现状与展望

天然气贸易过程中的质量和计量越来越受到政府和社会各界的高度关注,合格的质量、准确的计量直接关系到国家、企业及消费者利益。为此,从分析ISO 13686《天然气质量指标》和OIML/R140《气体燃料计量系统》入手,提炼出天然气质量和计量的核心要求及主体技术。同时介绍了GB 17820《天然气》和GB/T 18603《天然气计量系统技术要求》这两个核心标准,以及配套的测试技术与方法等;指出了新形势下我国在量传溯源体系、分析测试技术、流量量值比对、流量检测等所面临的挑战;并就推动实施天然气能量计量、积极推进参加国际能力验证和国际关键循环比对、提高我国装备自主化水平、进一步完善标准体系、主导制订和修订国际标准、完善测量技术等进行了展望。通过对天然气质量控制和计量技术的科技攻关,加强标准化跟踪、研究和制修订等,保证了我国天然气贸易计量的准确可靠和公平公正,并为我国计量方式由体积计量向能量计量发展提供了有力的技术支撑。